(57)【要約】【課題】２層よりも多くの層を有するセラミック・グロー・ピンの製造方法であって、安価であり連続生産に好適なものを提供する。【解決手段】セラミック・グロー・ピンの層構造体の各層を共押出成形によって形成することを特徴とする方法。各層はグロー・ピンの軸線に関して対称であり、更には、各層が同軸に構成されることが好ましい。さらに、層構造体が回転対称であり、外側電極と内側電極によって接触状態になることが好ましい。また、電流を分流するのに使用される伝導層および／またはグロー・ピンの軸線に対して垂直に配置された層を、吹き付け、金属被覆加工、プレス成形によって、若しくは浸漬法によって、またはプラスチックの技術分野における従来の溶接法によって押出成形物の端部に形成するとよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２層よりも多くの層を有するセラミック・グロー・ピンの製造方法であって、前記層構造体の各層を共押出成形によって形成することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記各層がグロー・ピンの軸線に関して対称であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記各層が同軸に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記層構造体が回転対称であり、外側電極と内側電極によって接触状態になることを特徴とする請求項１、２または３に記載の方法。
【請求項５】
電流を分流するのに使用される伝導層および／またはグロー・ピンの軸線に対して垂直に配置された層が、吹き付け、金属被覆加工、プレス成形によって、若しくは浸漬法によって、またはプラスチックの技術分野における従来の溶接法によって押出成形物の端部に形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
焼成されていない状態の共押出成形物が機械切削処理またはウォーター・ジェット切断によって製造されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
共押出成形物は、まわりへの吹き付け、上への吹き付けおよび／または射出成形装置内での射出によってその層構造を完成せしめられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
押出成形物の端部において電流を分流するのに使用される伝導層および／またはグロー・ピンの軸線に対して垂直に配置された層が溶射による焼結の後に形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
焼結された状態のグロー・ピンが部分的または完全に全面研磨または研磨されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
外面の一部が、吹き付け、金属被覆加工、プレス成形、浸漬法またはプラスチックの技術分野における従来の溶接法によって形成されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
さらに、外面の一部が、溶射法またはプラスチックの技術分野における従来の溶接法によって形成されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２層よりも多くの層を有するセラミック・グロー・ピンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の分野におけるグロー・プラグとして容易に製造されて使用されるセラミック・グロー・ピンは、従来使用されてきた鋼製グロー・プラグより迅速に温度を上げることができ、それよりずっと長い寿命を有することを特徴としている。
【０００３】
米国特許第６３０９５８９Ｂ１号明細書および独国特許出願公開第１００５３３２７Ａ１号公報において、平面構造を備えたセラミック・グロー・ピンがすでに知られているが、これらは製造の観点から設計されたもので、その結果、最適燃焼に必要な均一な温度分布が確保されていない。
【０００４】
さらに、米国特許第６１８４４９７Ｂ１号明細書、欧州特許第０６０１７２７Ｂ１号公報、米国特許第６０８４２１２Ａ号明細書、独国特許第３６２１２１６Ｃ１号公報、独国特許出願公開第１９８４４３４７Ａ１号公報および独国特許第１０１５５２０３Ｃ１号公報において、層構造体を備えてなるセラミック・グロー・ピンの設計および製造方法が知られているが、かかる層構造体は、スリップ・キャスティング法によってしか製造することができず、ある層の厚さでは自動化することが困難であり、さもなければ、たとえば積層品へスクリーン印刷した後にホットプレスするなどの高いコストを伴う費用のかかる製造方法によって構築するしかないものである。かかる設計および製造方法は、工業的規模で実施することが難しく、費用のかからない部品に対する自動車業界の要求と合わない。
【特許文献１】米国特許第６３０９５８９Ｂ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１００５３３２７Ａ１号公報
【特許文献３】米国特許第６１８４４９７Ｂ１号明細書
【特許文献４】欧州特許第０６０１７２７Ｂ１号公報
【特許文献５】米国特許第６０８４２１２Ａ号明細書
【特許文献６】独国特許第３６２１２１６Ｃ１号公報
【特許文献７】独国特許出願公開第１９８４４３４７Ａ１号公報
【特許文献８】独国特許第１０１５５２０３Ｃ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の基本的な目的は、冒頭に記載したような製造方法であって、安価であり連続生産に好適なものを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明によれば請求項１に規定した成果によって解決される。すなわち、本発明によれば、下記（１）の方法が提供される。
（１）２層よりも多くの層を有するセラミック・グロー・ピンの製造方法であって、前記層構造体の各層を共押出成形によって形成することを特徴とする方法。
【０００７】
共押出成形を用いることによって、グロー・ピンの最適機能にとって望ましい層構造を簡単なやり方、すなわち、複数の層を管およびロッドの形で同時に押し出し成形することで形成することができる。
【０００８】
それゆえに、本発明による方法においては、セラミック・グロー・ピンの複数の層が同時に生成され、その結果、その後に必要なことは、一端において電流を分流するために必要な層を設けることだけになる。
【０００９】
本発明による方法の特に好ましい別の成果および実施形態が請求項２から１１の主題である。すなわち、本発明によれば，下記（２）〜（１１）の方法が提供される。
（２）前記各層がグロー・ピンの軸線に関して対称であることを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（３）前記各層が同軸に構成されていることを特徴とする上記（２）に記載の方法。
（４）前記層構造体が回転対称であり、外側電極と内側電極によって接触状態になることを特徴とする上記（１）、（２）または（３）に記載の方法。
（５）電流を分流するのに使用される伝導層および／またはグロー・ピンの軸線に対して垂直に配置された層が、吹き付け、金属被覆加工、プレス成形によって、若しくは浸漬法によって、またはプラスチックの技術分野における従来の溶接法によって押出成形物の端部に形成されることを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（６）焼成されていない状態の共押出成形物が機械切削処理またはウォーター・ジェット切断によって製造されることを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（７）共押出成形物は、まわりへの吹き付け、上への吹き付けおよび／または射出成形装置内での射出によってその層構造を完成せしめられることを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（８）押出成形物の端部において電流を分流するのに使用される伝導層および／またはグロー・ピンの軸線に対して垂直に配置された層が溶射による焼結の後に形成されることを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（９）焼結された状態のグロー・ピンが部分的または完全に全面研磨または研磨されることを特徴とする上記（１）から（８）のいずれか一項に記載の方法。
（１０）外面の一部が、吹き付け、金属被覆加工、プレス成形、浸漬法またはプラスチックの技術分野における従来の溶接法によって形成されることを特徴とする上記（５）に記載の方法。
（１１）さらに、外面の一部が、溶射法またはプラスチックの技術分野における従来の溶接法によって形成されることを特徴とする上記（８）に記載の方法。
【００１０】
本発明による方法において、特に共押出成形によって、すなわち必要な層すべての同時押出成形によって製造されたセラミック・グロー・ピンの原シリンダは、その半完成品について直径を測定し所定長さに切断した後、機械切削法により一端を先細りにし、他端に接点孔を設ける。
【００１１】
このように加工されたシリンダはその後、後続の工程に対する十分な強度を得るためにバインダ除去および予備焼結にかけられる。
【００１２】
一端における原シリンダの上記先細り加工および他端における接点孔の構築は、バインダを除去しかつ予備焼結した後でもダイアモンド工具を用いてホワイト処理(white treatment)することにより行うことができる。
【００１３】
電流分流層すなわち実加熱層はその後スリップへの吹き付けまたは浸漬法によって施され、この工程もまた焼結の後に溶射によって行うことができる。
【００１４】
乾燥処理が実施された後、この未処理体が焼成され、簡単で安価なプッシュスルー型研磨法によって最終形状に研磨される。
【００１５】
挿入部分上への吹き付けかまたはそのまわりへの吹き付けまたは管状挿入部分内への射出によって、追加の伝導層または非伝導層を施して実際の加熱層を腐食から保護しまたは加熱層および電流分流層自体として作用させることもできるし、または、層構造を完成させることもできる。
【００１６】
本発明の特に好ましい例示的実施形態について、以下に関連の図面を参照しながら詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１Ａに示すように、セラミック・グロー・プラグのグロー・ピンは、電導性内側シリンダ１、内側シリンダ１の円筒形の外面において内側シリンダ１と同軸に設けられる絶縁層２、内側シリンダ１と同軸に設けられる伝導層３、および同軸層４ａとしておよび内側シリンダ１および層２、３から成る構造体の端部においてグロー・ピンの軸線に対して垂直に伸びる層４ｂとして構成される実加熱層４から成る回転対称構造体を備えている。しかしながら、回転対称でない層構造体およびグロー・ピンの軸線に対して同軸でない層構造体も可能である。たとえば、断面が非対称形、正方形または長方形であってもよい。
【００１８】
図２は、図１Ａによるグロー・ピンの製造に用いられる共押出成形の原理を示している。層構造体は、共押出成形ヘッド１３内で押出成形機１０、１１および１２によって形成される。押出成形機１０が伝導性のコア１を製造し、押出成形機１１が絶縁層２を加え、押出成形機１２によって外側伝導層３が設けられて層構造が完成する。３つの層を構築する押出成形ヘッド１３は、たとえば、プラスチック技術で用いられる主軸スリーブとらせんマンドレル分配器を備えた工具で構成することができる。
【００１９】
このようにして製造された、斜線で示される内側絶縁スリーブを備えた３層共押し出し成形物から出発して、図３、図４および図５に示される工程を用いて図１Ａに示される構造体が生成される。
【００２０】
すなわち、分離装置１４によって共押出成形物を所定長さに切断し、直径を測定(calibrating)した後、図３に概略を示したように原シリンダを一端において先細りにし、他端に接点孔が設ける。
【００２１】
図３に従って加工された原シリンダはその後、後続の作業工程に対して十分な強度を持たせるためにバインダ除去および予備焼結にかけられる。
【００２２】
その後、図４に示すように、外側加熱分流層４が加えられる。この層４は、焼結の前にスリップへの吹き付けによって設けることができるが、浸漬法、上塗り法または溶射によっても設けることができる。しかしながらこの目的に対しては、プラスチックの技術分野における従来の溶接法、たとえば、特に超音波溶接法、摩擦溶接法を用いることもできる。
【００２３】
この層４は、同軸層４ａとしておよびこの構造体の端部においてグロー・ピンに対して垂直に伸びる層４ｂとして構成され、内側と外側の導体間を接続させる。
【００２４】
図１Ｂに示され、図１Ｄに詳細が示される例示的な実施形態では、繰り返し述べると、斜線で示される内側絶縁スリーブを備えた３層共押し出し成形物から出発して、図３および図４の工程によって示される構造体が製造されるが、ここでは、外側ケーシング上の実加熱層は単に断面を狭くして形成されている。図１Ｄは、グロー区域および接点区域の先端部から底部までを示す。
【００２５】
電流を分流するために必要な前面の層は、繰り返すが、焼結の前にスリップへの吹き付けによってまたは浸漬法、上塗り法もしくは溶射によって形成することができる。しかしながらこの目的に対しては、プラスチックの技術分野における従来の溶接法、たとえば、特に超音波溶接法、摩擦溶接法を用いることもできる。
【００２６】
図１Ｃに示される例示的な実施形態では、図６に示される共押出成形を用いて形成された内側絶縁層を備えた共押出成形された２層管から出発して、グロー・ピンの機能に必要なコア５を備えた完全な構造体が、従来の射出成形装置で、図７による射出と上塗りを一緒にした方法によって形成される。押出成形および後続の射出成形に同一の原材料を用いることによって、層間の接続をもたらすことができ、その後の工程、たとえば、バインダ除去、予備焼結及び焼結を何等問題なく実施することができる。
【００２７】
本発明による方法は複数の別の違ったやり方で行うことができ、そのため、この方法は層の厚さおよび層のタイプが異なったものになんら問題なく適用することができる。
【００２８】
上記の例示的な実施形態は、その後、図５に従い、セラミック・グロー・ピンの挿入に必要な公差を確保するために、焼結と安価な硬化処理に付される。
【００２９】
これは、接触ローラ１５および砥石車１６を使用する図５の単純で安価なプッシュスルー型研磨法によって達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】本発明による方法によって製造することができるグロー・ピンの一形状を示す例示的実施形態の断面図である。
【図１Ｂ】本発明による方法によって製造することができるグロー・ピンの別の形状を示す例示的実施形態の断面図である。
【図１Ｃ】本発明による方法によって製造することができるグロー・ピンのさらに別の形状を示す例示的実施形態の断面図である。
【図１Ｄ】本発明による方法によって製造することができるグロー・ピンのまた更に別の形状を示す例示的実施形態の断面図である。
【図２】固体グロー・ピンの共押出成形工程を示す断面図である。
【図３】未処理またはホワイト処理の工程を示す断面図である。
【図４】追加の外側層を吹き付ける工程を示す断面図である。
【図５】グロー・ピンの最終加工の工程を示す断面図である。
【図６】管状グロー・ピンの共押出成形の工程を示す断面図である。
【図７】図６の管状半完成品に対して吹き付けまたは射出する工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  電導性内側シリンダ
２  絶縁層
３  伝導層
４ａ  同軸実加熱層
４ｂ  垂直に伸びる実加熱層
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
2005147654.tif 000006
【図２】
2005147654.tif 000007
【図３】
2005147654.tif 000008
【図４】
2005147654.tif 000009
【図５】
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【図６】
2005147654.tif 000011
【図７】
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